PAGE 131 - 07作业技能模块 工务-钢轨探伤工-应知应会作业技能 第一节 70°探头的探伤 70°探头采用横波在钢轨轨头内进行反射式探伤，主要探测轨头核伤和钢轨焊缝轨头的夹碴、气孔和裂纹等。 一、声波的传播途径 （一）偏角扫查 为了一次性检查较大范围轨头内、外侧伤损，采用70°探头置轨面与钢轨纵向呈一定的偏角扫查，使入射钢轨中的横波经轨颚反射来扩大扫查范围。 1．一次波 探头发射的超声波在未被轨头下颚反射之前，由伤损或轨端断面反射的回波，图4－1声束0~1段。 2．二次波 超声波经轨头下颚反射后，尚未被轨顶面反射之前，由伤损或轨端断面反射的回波，图4－1声束1~2段。 图4－1 偏斜放置70°探头声波在轨头内的走向 （二）无偏角扫查 为了有效检测轨头中心区域的横向裂纹，采用70°探头置轨面中心，声束方向与钢轨纵向平行，入射钢轨中的声波由轨面向轨头三角区传播（图4－2），有利于发现钢轨轨头中心区域横向裂纹。 图4－2 无偏角放置70°探头声波在轨头内的走向 二、轨端回波显示 （一）A型显示的偏角扫查 当70°探头入射点距轨端（60kg/m轨）216mm左右（图4－3a），荧光屏刻度9.2左右（仪器标定为横波声程1：2.5），将显示轨端顶角反射波；随着探头向轨端移动，由位置0移至位置1，回波由刻度9.2向5.0移动（图4－3b），这时二次波由轨端顶角向轨颚方向移动，同时，在荧光屏刻度4.8处显示轨颚底角波（图4－3c），探头位置距端轨108mm左右，继续前移，二次回波波幅下降，一次回波波幅上升（图4－3d），并随着探头从位置1移向位置2，一次回波由刻度4.6向1.0处移动（图4－3e）。 图4－3 偏角70o探头轨头端面回波A型显示过程 已知：60 kg/m轨、轨颚面中心距轨顶面约为39.5mm、折射角70°、标定比例1:2.5，二次波：F=（39.5÷cos70°）×2÷25＝9.2 1．上述是70°探头发射方向和探头移动方向相同的显示过程，由于钢轨探伤仪上还装有向后发射的70°探头，即探头移动方向与发射方向相反，因此，该探头轨端断面回波显示正好与上述过程相反，回波从刻度值小向刻度值大的方向移动，先显示一次回波，再显示二次回波。 2．钢轨探伤仪为提高二次波探伤灵敏度，接70°探头的通道，接收放大电路中采取远距离补偿方式，加上二次波是经轨颚反射，受声束扩散、轨头侧面和顶面的影响，二次波在轨头内的反射较复杂，呈多支波交替显示现象；另外，为防止近区杂波而产生频繁报警，在接收电路中又采取近区抑制方式，使一次回波移不到0刻度。这些均属于正常现象，切勿为追求一次回波位移到0刻度或二次回波单支波显示，而采取提高或降低探伤灵敏度，这样不利于钢轨探伤。 （二）A型显示的无偏角扫查 当无偏角70°探头入射点距轨端（60kg/m轨）140mm左右（图4－4a），荧光屏刻度10.0（仪器标定为横波声程1：1.5），显示轨端反射波；随着探头向轨端移动，探头距轨端距离越来越小，回波由刻度大向刻度小移动（图4－4b），它的显示特点与偏角70°探头 图4－4 直70°探头轨头端面回波A型显示过程 （三）B型显示 B型显示与A型显示不同，某处反射回波，在屏幕上只以一个点表示回波的空间位置。当70°探头入射点距轨端（60kg/m轨）216mm左右，荧光屏轨颚线下开始出现回波反射点（图4－5a），由于二次回波反射，声程大于一次波，折算出的深度大于轨颚厚度，因此显示回波的“点”出现在轨颚线下部；随着探头向轨端移动，探头由位置0接近位置1，回波声程越来越小，B型显示回波点向上延伸接近轨颚线（图4－5b）；探头移过位置1时，回波显示图会出现继续向上延伸和在轨颚线上同时出现回波显示点，这是一、二次波交替中出现的现象（图4－5c）；当探头由位置1移至位置2（轨端），回波显示点由轨颚线向上延伸接近轨面线（图4－5d、e）。 图4－5 70°探头轨头端面回波B型显示过程 三、声束覆盖范围 了解和掌握声束覆盖范围，对实际探伤中波形分析有很大帮助。目前，钢轨探伤仪的探伤工艺一般都采用70°探头在轨面偏角和无偏角两种扫查方式，偏角扫查是利用轨颚反射作用，扩展扫查范围；无偏角扫查是为弥补偏角扫查未检测的区域。 （一）偏角扫查声束覆盖范围 1．一次波声束覆盖范围约占轨头总面积约20%（图4－6a），实际扫查面积大小与探头偏角、位置和探伤灵敏度等有关 2．二次波声束覆盖范围约占轨头总面积约45%（图4－6b）。 3．同时用两个70°探头，一个检查轨头内侧，另一个检查轨头外侧，由于探头偏角的因素，在轨头中下部仍存在一个“盲区”（图4－6c） 图4－6 偏角70°探头声束覆盖范围示意图 声束覆盖范围的检验方法是在轨端不同位置上向内纵向钻平底孔（图4－7），模拟